鐵路地質綜合勘探技術的應用

崔繼廣

【摘 要】隨著科學技術的快速發展，對鐵路地質綜合勘察技術提出更高的要求，在鐵路施工過程中，我們要對其地質條件進行綜合的勘測，保證鐵路施工的質量。本文探討了鐵路勘察設計的主要特點及存在的主要問題，分析了不同地質條件典型綜合勘探模式，研究了綜合勘探技術在鐵路隧道勘察中的具體應用。

【關鍵詞】鐵路 地質 綜合勘探 技術應用

在鐵路使用過程中，首先我們要保證其運行安全，因此，在施工的過程中我們要對其地質進行綜合的勘探。

1 鐵路勘察設計的主要特點及存在的主要問題

1.1 鐵路建設項目勘察設計的主要特點

鐵路勘察設計就是在復雜的自然條件和人文地理條件下，綜合考慮國民經濟和鐵路經濟效益，充分利用先進科學技術手段，確保鐵路安全和環境保護。鐵路工程建設項目具有投入資金多、規模大、周期長、涉及面廣、易受自然條件和社會環境因素影響等特點。

1.2 鐵路建設項目勘察設計工作存在的主要問題

（1）重設計，輕勘察，勘察設計質量不高。勘察設計單位往往由于工期、成本等因素，普遍存在重設計輕勘察的現象，加之建設單位尚無測繪和地質勘探驗收制度，經常造成項目勘察深度不足。從一些交付的設計文件中可以反映出：如站前專業工程措施落實不到位，則可能引起建設期間出現大量的路改橋、路改隧道、橋梁孔跨及結構形式調整、隧道危巖調整引起的措施變化等多種設計變更。（2）工期緊、任務重，施工圖供應不及時鐵路作為國家重大基礎設施建設項目，投資拉動經濟效應明顯。很多項目受國家及地方經濟形勢影響，部分項目推進計劃多有提前，并具備一段時間內密集開工的特點，這導致建設周期十分緊張，勘察設計正常開展所需工期在可研、初步設計、施工圖設計等階段被多次壓縮，引起勘察設計單位短期內工作量劇增，按期交付設計文件壓力巨大，施工圖供應不能滿足建設需要。

2 不同地質條件典型綜合勘探模式

2.1 巖溶

（1）覆蓋型巖溶塌陷區。巖溶塌陷區可采用鉆探結合物探方法（電測深法、激發極化法、多頻電磁法、瞬變電磁法、地震反射波法或瑞雷波法）。當巖溶洞穴埋深大于洞穴數倍，用地面物探不易發現和確定其空間位置時，宜采用地下電磁波法、聲波透視法和地震波透視法或其它綜合測井進行二維或三維探測。（2）可溶巖與非可溶巖混雜分布區。在第四系覆蓋的可溶巖與巖漿巖或變質巖混雜分布的地區，應先結合航、衛片判釋，用電法（電測深、電剖面或高密度電法）、電磁法（多頻電磁法法、瞬變電磁法）、磁法、地震折射波法從面上劃分出可溶巖分布范圍。

2.2 地下暗河及深層大型巖溶

追索暗河通道和測定地下水流速、流向，可采用充電法、電剖面法及自然電場法。對深層大型巖溶采用音頻大地電磁法往往取得較好效果。在此基礎上布置鉆孔，必要時鉆探后再做孔內物探（跨孔電磁波透視）。

2.3 淺層巖溶

裸露型或覆蓋層厚度較薄的淺層巖溶分布地段，探測深度在15 m以內時，可采用地質雷達配合鉆探。

2.4 滑坡和巖堆

（1）有電性差異的堆積層滑坡和巖堆。當滑動面和巖堆底界面上、下巖體電性有明顯區別時，可采用電測深法。通過剖面和垂向不同深度平面內電阻率的變化，能客觀地反映滑坡和巖堆的地下空間條件。可初步查明地下水及過濕帶的空間分布形態、地層物理特征、巖體結構與構造格局，確定滑動面和巖堆底界面的可能位置與空間幾何形態等，而后在確定的中軸位置鉆探或挖探。（2）有彈性波速差異的堆積層滑坡。當滑坡面上、下巖體電性區別不大，但彈性波速有差異時，可采用地震折射波法或瑞雷波法探測滑動面大體位置。滑坡體較厚（大于30 m）時，可采用地震反射波法進行橫縱兩個方向剖面測量，獲取二維或三維直觀的滑坡體地層結構剖面圖。滑面圖像可一目了然，以指導布置鉆孔。（3）地下水豐富的滑坡。當在滑坡中測試地下水條件變化時，應利用鉆孔充電法測定地下水的流速、流向，配合電測深工作進一步確定滑坡體含水層埋深、厚度、地下水的補給關系、排泄條件及水力聯系。鉆孔充電等電位線法還可定性評價地下水對滑坡穩定性的影響程度。

3 綜合勘探技術在鐵路隧道勘察中的具體應用

3.1 物探

物探技術的種類較多，在實際勘察過程中，必須立足于鐵路施工線路區域實際情況，因地制宜，針對隧道地質問題，采用合理的物探技術，綜合評判其勘察數據的效果。高密度勘探電法需要的電極數量較多，以電極自由組合為基礎，從而獲取精確的地點信息，該種方式將電測深與電剖面集于一身，采取二維的地電剖面式測量，使得勘探電法能夠發揮覆蓋式測量方法的優勢，能夠顯著減少測量誤差，降低設備電極引起的電磁干擾，還可以獲取隧道地電結構的狀態。

3.2 坑探工程

坑探是從開挖的巖土取作實驗室試驗的大尺寸原狀土樣和擾動土樣的一種手段。坑探工程一般分為探槽、探井、探巷以及小窯調查與清理等。探坑或探槽可選擇人工或機械設備開挖，也可采用專門鉆機，如大直徑的勺鉆，但使用機械設備開挖時，需保證開挖位置離取原狀土位置一定距離。為保證探坑和探槽壁的穩定性，必要時會做到使坑壁與坑底成90°角，或在兩者交接處用鋼板支護。

3.3 鉆探

為了在覆蓋層或巖層取原狀土樣，劃分巖層類型以及測定巖層工程性質而鉆取的垂直、傾斜或水平的鉆孔稱作鉆探，鉆探工程是煤田普查與勘探過程中常見的技術方法。勘探孔的鉆進方式基本上可分為2種：鉆孔進尺達到取樣深度；取樣。根據場地環境、地層條件、土種類別、鉆孔目等的不同，一般將鉆進方法分為：連續取樣、沖擊鉆進、清水鉆進、錘擊鉆進以及回轉鉆進。用于鉆進和取樣的機具稱為鉆探設備，主要包括電動機、水泵或空壓機、絞車和鉆架。在鉆探過程中，需重點注意的是由于應力釋放而造成的孔壁坍塌和孔底隆起2個問題，而孔壁坍塌的主要原因是受鉆孔鉆穿土層的天然性質、孔深以及地下水情況的影響。

4 結語

綜上所述，在當前鐵路工程施工的過程中，我們要通過不同的形式對鐵路的地質進行勘測，保證其施工質量。

參考文獻：

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